Двухтрубная система отопления частного дома: используем схему и делаем своими руками

Принципы расчета

Чтобы не наделать ошибок при расчете отопления, требуется предварительно нарисовать схему на бумаге. На ней указываются все компоненты конструкции

Важно понимать, сколько жидкости протекает через все узлы по отдельности, с какой скоростью она движется, как меняется работа все системы в результате изменения режима функциональности отдельных ее элементов

Во время расчета не стоит упускать гидродинамическое сопротивление воды при ее движении, которое влияет на давление внутри системы и напор. Для проведения процедуры применяются специальные таблицы и формулы.Правильный расчет позволит избежать проблем с функциональностью отопительной конструкции в будущем.

Принцип действия однотрубной системы отопления

Работа однотрубной отопительной системы происходит по достаточно простым принципам. Имеется только один замкнутый трубопровод, по которому идет циркуляция теплоносителя. Проходя через котел, носитель нагревается, а проходя через радиаторы сообщает им это тепло, после чего, охлажденный, вновь поступает в котел.

Двухтрубная система отопления частного дома: используем схему и делаем своими руками

Стояк в однотрубной системе также один, а его расположение зависит от типа постройки. Так, для одноэтажных частных домов наилучшим образом подойдет горизонтальная схема, тогда как для многоэтажных строений – вертикальная.

Для повышения эффективности однотрубной системы, можно внести некоторые усовершенствования. Например, установить байпасы – специальные элементы, представляющие собой отрезки трубы, соединяющие прямую и обратную трубу радиатора.

Такое решение дает возможность подключить к радиатору терморегуляторы, способные контролировать температуру каждого нагревательного элемента, либо вовсе отключать их от системы. Еще один плюс байпасов – они позволяют произвести замену или отремонтировать отдельные отопительные элементы без отключения всей системы.

Особенности монтажа

Чтобы отопительная система долгие годы дарила тепло хозяевам дома, в процессе монтажа стоит придерживаться такой последовательности действий:

  • Согласно разработанному проекту, производится установка котла.
  • Осуществляется монтаж трубопровода. В местах, где проектом предусмотрена установка радиаторов и байпасов – устанавливаются тройники.
  • Если система работает по принципу естественной циркуляции, необходимо обеспечить уклон в 3-5 см на каждый метр длины. Для контура с принудительной циркуляцией будет достаточно уклона в 1 см на метр длины.
  • Для систем с принудительной циркуляцией производится монтаж циркуляционного насоса. Стоит учитывать, что устройство не рассчитано на эксплуатацию при больших температурах, поэтому будет лучше установить его неподалеку от входа обратной трубы в котел. Кроме того, следует обеспечить подключение насоса к электрической сети.
  • Установка расширительного бака. Бак открытого типа должен находиться в наивысшей точке системы, закрытого – в любом удобном месте (чаще всего его монтируют неподалеку от котла).
  • Установка отопительных радиаторов. Весят они немало (особенно заполненные водой), поэтому их закрепляют при помощи специальных кронштейнов, которые, как правило, идут в комплекте. Установка чаще всего осуществляется под оконными проемами.
  • Производится установка дополнительных устройств – кранов Маевского, заглушек, перекрывающих устройств.
  • Заключительный этап – испытания готовой системы, для чего в нее под давлением подается вода или воздух. Если испытания не выявляют проблемных участков – система готова к эксплуатации.

Преимущества

Для частных домов малой площади однотрубный вариант системы отопления выглядит более предпочтительным, благодаря следующим ее преимуществам:

  • Легкость составления проекта.
  • Удобство монтажа системы.
  • Сокращение затрат на покупку материалов и оборудования.
  • Устойчивая гидродинамика.
  • Безопасность циркуляции теплоносителя, которая осуществляется естественным путем.

Недостатки

Существует и ряд недостатков, с которыми придется мириться владельцам однотрубных отопительных систем:

  • Сложности исправления ошибок, допущенных на этапе проектирования, в запущенной в эксплуатацию схеме.
  • Неравномерный нагрев отопительных элементов, расположенных на различном расстоянии от котла.
  • Тесная взаимозависимость элементов.
  • Высокие показатели гидродинамического сопротивления.
  • Невозможность регулировки расхода теплоносителя.
  • Сравнительно большие теплопотери.
  • Ограниченное количество радиаторов, которые могут быть размещены на одном стояке.

Какая лучше схема отопления двухэтажного дома

Если для отопления небольшого одноэтажного частного жилого дома можно использовать обычную каменную или кирпичную печь, то для обогрева больших домов и коттеджей, более эффективными являются всевозможные схемы водяного отопления двухэтажного дома, рассчитанные на использование газовых или твердотопливных нагревательных котлов.

Вариант 1. Однотрубная схема подключения

Наиболее постой, но в то же время наименее эффективной является однотрубная схема системы отопления двухэтажного дома, представляющая собой цепочку радиаторов отопления, установленных в разных комнатах, которые последовательно соединены между собой при помощи металлических или пластиковых водопроводных труб.

Варианты подключения радиаторов в двухэтажном доме по двухтрубной и однотрубной схеме

Такой вид подключения позволяет минимизировать количество используемых материалов и выполняемых работ, однако при этом он обладает некоторыми существенными недостатками.

  1. Разогретая вода, проходя по трубам и радиаторам, отдает свое тепло неравномерно, и по мере продвижения к удаленным комнатам дома, постепенно остывает.
  2. Для компенсации этого явления, чтобы увеличить площадь теплоотдачи, в удаленных помещениях требуется устанавливать большее количество водяных радиаторов.
  3. При таком варианте подключения, становится невозможным своими руками отрегулировать оптимальную температуру для каждого отдельно взятого помещения в жилом доме.

Однотрубная схема отопления

Вариант 2. Подключение по двухтрубной схеме

Более эффективной, но в то же время более дорогостоящей является двухтрубная схема водяного отопления двухэтажного дома, монтаж которой требует расхода большего количества материалов и трудовых затрат.

При таком подключении каждый водяной радиатор по отдельности, входным патрубком соединяется с прямым контуром отопления, а выходным патрубком – с обратным контуром отопительной системы.

Подключение первого и второго этажа по двухтрубной схеме

Для двухэтажных домов такой вариант подключения считается наиболее оптимальным, так как обладает следующими преимуществами:

  1. Благодаря равномерной теплоотдаче, обеспечивается одинаковый прогрев всех помещений жилого дома, независимо от их взаимного расположения относительно отопительного котла.
  2. Отдельное подключение каждой секции дает возможность самостоятельно регулировать необходимую температуру для каждой конкретной комнаты или помещения жилого дома.
  3. Более эффективное распределение тепла приводит к повышению энергоэффективности всей системы, а соответственно к существенной экономии топлива.

Двухтрубная схема отопления в двухэтажном доме

  Кроме всего прочего, подключение по двухтрубной схеме позволяет убрать с посторонних глаз магистральные прямые и обратные трубопроводы, разместив их под чистовым полом, или за элементами декоративной отделки стен.

Вариант 3. Комбинированная схема подключения

При проектировании и строительстве жилого дома с системой теплых полов, наиболее рациональной будет комбинированная схема отопления частного двухэтажного дома, сочетающая в себе одновременно однотрубное и двухтрубное подключение.

Проект системы отопления с комбинированной схемой

 В этом случае, параллельно прямому и обратному трубопроводу, через трехходовой кран подключается отдельный коллектор для теплоносителя. К нему, в свою очередь,  последовательно присоединяется система теплого водяного пола.

Такое подключение обладает всеми преимуществами двухтрубной схемы. Кроме того, зтот вариант позволяет по отдельности включать радиаторы отопления и систему теплого пола, что дает возможность более гибко регулировать необходимую температуру в помещении.

Принципиальная схема комбинированного подключения теплого пола и водяных радиаторов

  Параллельно водяным коллекторам системы теплого пола, также можно подключить водяные обогреватели и полотенцесушители, расположенные в ванной комнате, в душевой или на кухне.

Теплоноситель и его свойства

Идеального теплоносителя не существует. У каждого варианта есть допустимый диапазон температурного режима и технические параметры, при нарушении которых можно испортить систему отопления. Замена оборудования будет весьма затратна.

Основные характеристики теплоносителя, которые нужно учитывать при выборе:

  • температурный режим;
  • вязкость;
  • антикоррозийные свойства;
  • токсичность при нагревании.

Лучший теплоноситель – это очищенная вода и антифриз.

Основные преимущества антифриза перед водой представлены в таблице. Особенно рекомендовано его применение в домах с сезонным или периодическим проживанием.

Теплоноситель t замерзания, °С Вязкость,мм²/с при 40°С Пожароопасность, критическая температура, °С
Очищенная вода 0,9 да
Промышленные масла -15 (-18) 10÷40 140÷190
Солевые составы -55 1 нет
Спиртовые составы -40 0,7 да
Антифриз -40 3,1 нет

На время отъезда его сливать из системы не нужно. По возвращении просто включить котел. Если температура упадет ниже предельной границы, состав превратится в вязкую жидкость – гель, при этом его физические характеристики не изменятся. После того как температура поднимется до требуемой отметки, он снова приобретет жидкую форму с сохранением первоначального объема.

Специальное средство для системы — антифриз

антифриз для отопления

Несмотря на все достоинства антифриза, многие делают свой выбор в пользу воды. Она безопасна, в ней нет химических примесей, особенно, если вырыта своя скважина. Единственный негативный момент – минеральные соли в составе, которые вызывают коррозию. Для ее предупреждения можно использовать кипяченую или талую воду. Или в качестве альтернативы, применять систему предварительной очистки.

Заполнение антифризом системы отопления

Это интересно: Сравнение отопления в частном и многоквартирном доме: разбираем обстоятельно

Комплектация

В первую очередь рассмотрим все компоненты системы.

Котел

Назначением данного агрегата является выработка тепловой энергии, которая будет передаваться рабочей среде контура отопления.

По виду используемого топлива котлы делятся на следующие виды:

  • газовые;
  • электрические;
  • твердотопливные;
  • жидкотопливные;
  • комбинированные (например, способные работать на электричестве и солярке).

Наиболее удобным в эксплуатации, а потому и самым востребованным, является газовый котел. При выборе данного агрегата определяющими параметрами являются мощность и материал теплообменника.

Мощность

Бытует мнение, что мощность отопительного котла надо выбирать из расчета 100 Вт на метр квадратный отапливаемой площади. Однако эти данные являются чересчур усредненными. Как показывает опыт, для небольших строений площадью около 100 кв. м потребная мощность составляет примерно 130 Вт/кВ. м, в то время как для более крупных домов, площадь которых достигает 500 кв. м, этот показатель уменьшается до 80 Вт/кВ. м. Почему так получается?

Напольный отопительный котел в доме

Дело в том, что с увеличением отапливаемой площади, скажем, в 4 раза площадь ограждающих конструкций, через которые и «улетучивается» тепло, увеличивается только в 2,5 раза. Таким образом, объем теплопотерь, приходящийся на 1 кв. м отапливаемой площади, уменьшается, соответственно меньшей становится потребность в тепловой энергии на тот же кВ. м.

Материал теплообменника

Существует два варианта:

  • сталь;
  • чугун.

Чугун прочнее стали, да и коррозии он противостоит лучше.

Трубы и радиаторы

В индивидуальных системах отопления стальные трубы все чаще заменяют металлопластиковыми или полипропиленовыми.

Эти материалы теряют прочность при высокой температуре, но в частном доме, где настройкой работы отопительного контура занимается сам домовладелец, скачки температуры теплоносителя до критических значений исключены.

Традиционным материалом для радиаторов считается чугун, но при необходимости в увеличенной теплоотдаче применяют медные или алюминиевые приборы. При наличии высокого давления в системе вместо них следует устанавливать биметаллические радиаторы. В них наиболее ответственные элементы изготавливаются из прочной стали, а теплоотдающие поверхности – из мягких меди или алюминия.

Арматура

В отопительных системах применяется арматура трех видов:

  1. Запорная: в настоящий момент чаще всего применяют шаровые краны, недостатки которых с развитием технологий были сведены к минимуму. Если же предполагается частое использование запорного элемента, лучше установить традиционный вентиль.
  2. Регулирующая: позволяет плавно менять объем пропускаемого теплоносителя. Теоретически с этой целью можно использовать и запорную арматуру, но она очень быстро придет в негодность, поскольку на такой жесткий режим работы не рассчитана. Сегодня вместо ручных регулирующих кранов активно применяются автоматические, подключаемые к термодатчикам. Такие регуляторы самостоятельно управляют потоком теплоносителя, поддерживая заданный температурный режим.
  3. Кран Маевского: этот элемент используется с целью удаления воздушных пробок.
  4. Расширительный бачок: в эту емкость поступают излишки рабочей среды, образующиеся вследствие ее температурного расширения.
  5. Циркуляционный насос (применяется не всегда).

В некоторых моделях крана Маевского можно полностью выкрутить шток

Если сделать это по неосторожности в момент, когда система пребывает в рабочем состоянии, теплоноситель хлынет в помещение и будет заливать все вокруг, пока вы не перекроете ближайший запорный кран. Во избежание аварийных ситуаций такие краны Маевского лучше не устанавливать.

Однотрубные системы

В однотрубных системах отопления теплоноситель последовательно проходит по всем радиаторам.

Создавая отопление частного дома своими руками, проще всего обустроить однотрубную систему отопления. Она обладает множеством преимуществ, например, экономичностью использования материалов. Здесь мы можем неплохо сэкономить на трубах и добиться доставки тепла в каждое помещение. Однотрубная система отопления предусматривает последовательную доставку теплоносителя в каждую батарею. То есть теплоноситель покидает котел, заходит в одну батарею, потом в другую, потом в третью, и так далее.

Что происходит в последней батарее? Достигнув конца отопительной системы, теплоноситель разворачивается и отправляется обратно в котел по цельной трубе. В чем заключаются основные преимущества подобной схемы?

  • Легкость в монтаже – нужно последовательно провести теплоноситель по батареям и вернуть его обратно.
  • Минимальный расход материалов – это самая простая и дешевая схема.
  • Низкое расположение труб отопления – их можно смонтировать по уровню пола или вовсе опустить под полы (это можно увеличить гидравлическое сопротивление и потребовать применения циркуляционного насоса).

Присутствуют и некоторые недостатки, с которыми приходится мириться:

  • ограниченная длина горизонтального участка – не более 30 метров;
  • чем дальше от котла, тем холоднее радиаторы.

Впрочем, есть некоторые технические ухищрения, которые позволяют нивелировать эти недостатки. Например, с длиной горизонтальных участков можно справиться установкой циркуляционного насоса. Он же поможет сделать последние радиаторы более теплыми. Компенсировать падение температуры помогут и перемычки-байпасы на каждом из радиаторов. Давайте теперь обсудим отдельные разновидности однотрубных систем.

Как сделать гидравлический расчет?

Для начала должна быть составлена схема отопительной системы, на которую будут нанесены все необходимые элементы. Именно по этой схеме будут производиться расчеты. Для подобных расчетов потребуется:

  1. Формула.
  2. Аксонометрическая таблица.

Двухтрубная система отопления частного дома: используем схему и делаем своими руками

Расчетным объектом в нашем случае будет максимально нагруженное кольцо магистрали, которое следует разбить на отрезки. Таким образом, получается оптимальное сечение, потеря давления и необходимая площадь радиаторов. Существует несколько методов гидравлического расчета, мы же рассмотрим только две популярные.

  1. С использованием показателя проводимости и показателями сопротивления, при этом будут учитываться временные температурные перепады.
  2. С использованием линейных удельных потерь давления, при этом температура носителя тепла будет колебаться на всех участках системы.

Благодаря первому способу вы сможете определить, каким расходом воды будет обладать двухтрубная система отопления, а также температурные параметры каждого ее элемента. Второй же способ позволяет определить четкую картину того, как будут распределяться сопротивления по всему контуру отопления.

Видео по гидравлическому расчету

https://youtube.com/watch?v=LyJLwabP9Zk

Важно! Среднестатистическая скорость передвижения теплоносителя будет составлять примерно 0.3-0.7 м. за сек

Типы принудительной циркуляции носителя тепла в обогреве

Применение схем отопления с принудительной циркуляцией в двухэтажных домах используется из-за протяжённости линий системы (более 30 м). Такой способ осуществляется при помощи циркуляционного насоса, перекачивающего жидкость контура. Он монтируется на входе в отопительный прибор, где температура теплоносителя является самой низкой.

При замкнутом контуре степень напора, которую развивает насос, не зависит от этажности и площади строения. Скорость водяного потока становится больше, поэтому при прохождении по трубопроводным линиям теплоноситель сильно не остывает. Это способствует более равномерному распределению тепла по всей системе и использованию теплогенератора в щадящем режиме.

Расширительный бак можно располагать не только в наивысшей точке системы, но и возле котла. Для совершенства схемы проектировщики ввели в неё разгонный коллектор. Теперь, если отключится электроэнергия с последующей остановкой насоса, система будет продолжать работу в режиме конвекции.

  • с одной трубой;
  • двумя;
  • коллекторная.

Каждую можно смонтировать самим или пригласить специалистов.

Вариант схемы с одной трубой

На входе в батарею также монтируется запорная арматура, которая служит для регулировки температуры в комнате, а также необходимая при замене оборудования. Сверху радиатора устанавливают вентиль для спуска воздуха.

Вентиль на батареи

Чтобы повысить равномерность распределения тепла, радиаторы устанавливаются по линии байпасов. Если не использовать эту схему, то потребуется подбирать батареи разной мощности с учетом потери носителя тепла, то есть чем дальше от котла, тем больше секций.

Использование запорной арматуры необязательно, но без нее снижается маневренность всей системы отопления. При необходимости вы не сможете отключить от сети второй или первый этаж для экономии топлива.

Чтобы уйти от неравномерного распределения носителя тепла, используют схемы с двумя трубами.

  • тупиковая;
  • попутная;
  • коллекторная.

Варианты тупиковой и попутной схем

Попутный вариант позволяет легко контролировать уровень тепла, но необходимо увеличивать длину трубопровода.

Наиболее эффективной признана коллекторная схема, которая позволяет подводить к каждому радиатору отдельную трубу. Тепло поступает равномерно. Есть один минус – высокая стоимость оборудования, так как увеличивается количество расходного материала.

Схема коллекторного горизонтального отопления

Существуют еще вертикальные варианты подачи носителя тепла, которые встречаются с нижней и верхней разводкой. В первом случае сток с подачей носителя тепла проходит сквозь этажи, во втором, стояк идет вверх от котла на чердак, где идет разводка труб на элементы обогрева.

Вертикальная схема

Двухэтажные дома могут иметь самую разную площадь, начиная от нескольких десятков и заканчивая сотнями квадратных метров. Также они отличаются расположением комнат, наличием пристроек и отапливаемых веранд, положением к сторонам света. Ориентируясь на эти и многие другие факторы, следует определиться с естественной или принудительной циркуляцией теплоносителя.

Простая схема циркуляции теплоносителя в частном доме с системой отопления с естественной циркуляцией.

Схемы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя отличаются своей простотой. Здесь теплоноситель движется по трубам самостоятельно, без помощи циркуляционного насоса – под действием тепла он поднимается вверх, попадает в трубы, распределяется по радиаторам, остывает и попадает в обратную трубу, чтобы вновь отправиться в котел. То есть, теплоноситель движется самотеком, подчиняясь законам физики.

Схема закрытой двухтрубной системы отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией

  • Более равномерный прогрев всего домовладения;
  • Значительно большая длина горизонтальных участков (в зависимости от мощности используемого насоса, она может достигать нескольких сотен метров);
  • Возможность более эффективного подключения радиаторов (например, по диагональной схеме);
  • Возможность монтажа дополнительной фурнитуры и изгибов без риска снижения давления ниже минимального предела.

Таким образом, в современных двухэтажных домах лучше всего использовать отопительные системы с принудительной циркуляцией. Также возможен монтаж байпаса, который поможет выбирать между принудительной или естественной циркуляцией в целях выбора наиболее оптимального варианта. Мы делаем выбор в сторону принудительных систем, как более эффективных.

https://www.youtube.com/watch?v=olrD9qxCAhM

У принудительной циркуляции есть парочка недостатков – это необходимость в покупке циркуляционного насоса и повышенный уровень шума, связанный с его работой.

Устройство панелей дома по канадской технологии

  • Пенопласт
  • Пеноизол
  • Минеральная вата
  • Пенополистирол

В торговых заведениях строительной ориентации можно также найти аналоги приведенных материалов, выпускаемые разными производителями и имеющие различные показатели функциональности.

Панели имеют формат известного во многих странах лакомства – сэндвича. В честь такого сходства они получили название сэндвич-панелей. Между двух деревянных оснований такой панели укладывается пласт изоляционного материала. Наружные слоя конструкции плотно соединяются между собой. Несложная конструкция панелей, тем не менее, получила свое развитие в строительной практике, выразившееся в возникновении трех модификаций этого строительного элемента. По типу таких панелей стали различаться и конструкции самих домов:

Каркасно-рамочные дома

Особенностью этих сооружений является использование более прочного бруса сечением 50 мм на 150 мм, панели, собранные из таких брусьев имеют весомую массу, но при этом их толщина тоже больше. Натуральная древесина брусьев обеспечивает сохранение всех свойственных этому материалу качеств.

СИП-панели

Эта технология считается инновационной. Для ее реализации используются листы OSB, внутри которых крепится слой пенопласта на клеевой основе органического происхождения. Размеры таких панелей обычно классические – 2,50 метра на 1,22 метров.

СИП-панель и есть утеплитель. Тем не менее, существуют некоторые нюансы при строительстве теплого дома по канадской технологии, о которых написано здесь .

Если Вы только задумываетесь о строительстве дома по данной технологии, то рекомендуем ознакомиться со строительством фундамента для канадского дома в этой статье. Для такого дома подходит практически каждый тип фундаментной основы.

Изучив особенности канадских домов и ознакомившись со свойствами типом материалов для их сооружения, становится очевидным две вещи. Во–первых, постройка таких зданий доступна даже тем, кто не имеет строительного опыта. А во-вторых, подобные дома оправданы по причинам бюджетной экономии, доступности строительства и по критериям эксплуатационного процесса.

Двухтрубная система с верхней разводкой

Магистраль подающего трубопровода прокладывается под потолком, обратка – по полу. Это объясняет постоянно высокое давление в системе, позволяет применять трубы одинакового диаметра даже при формировании конструкции самотечного типа. Расширительный бак нужно устанавливать на чердак, обязательно утеплив его, или поместить между перекрытием – нижняя часть остается в отапливаемой комнате, верхняя – на чердаке.

Специалисты рекомендуют монтировать верхнюю магистраль выше уровня оконных проемов. В этом случае доступно размещение расширительного бака под потолком, при условии достаточной высоты стояка, чтобы обеспечить давление в системе. Труба обратной подачи выкладывается по полу или опускается под него.

Двухтрубная система отопления частного дома: используем схему и делаем своими руками

В случае с верхней разводкой на виду остаются верхние трубы, что не улучшает внешний вид комнаты, также часть тепла остается наверху, не используется для прогрева помещений. Можно пустить трубы проходящей магистрали под радиаторами, а чтобы обеспечить нормальную циркуляцию, установить насос, что позволяет применять трубы малого диаметра.

В двухэтажных строениях частного типа верхняя разводка считается эффективной и помогает добиться хорошего прогрева всех комнат. Расширительный бак ставится в самую высокую точку, котел – в подвал. Такая разница высоты гарантирует оперативность транспортировки теплоносителя, доступность подключения емкости для обеспечения ГВС – циркуляция воды обеспечит постоянный приток горячей воды ко всем приборам.

Если установить в доме газовый или энергонезависимый котел, то схема становится автономной. Для сокращения расходов следует рассмотреть вариант совмещения одно- и двухтрубной системы отопления. Например, сделать теплый (одноконтурный) пол на втором этаже, а на первом оборудовать двухконтурную конструкцию.

Достоинства схемы в:

  • скорости движения теплоносителя;
  • максимальном и ровном прогревании помещений;
  • исключении риска образования воздушных пробок.

К минусам относят большой расход комплектующих, недостаточность энергии для прогрева больших помещений и трудности с размещением расширительного бака.

Оцените статью